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香叶醇是一种无环单萜烯醇,具有温和的玫瑰花香,常用于食品添加剂,为玫瑰系香精的主剂。作为医药原料,用于抗菌和驱虫,临床治疗慢性支气管炎效果较好,而且对提高机体免疫功能也颇有裨益。本文以野生型谷氨酸棒状杆菌ATCC13032为出发菌株,进行了合成香叶醇的代谢工程改造。针对香叶醇的合成及产量提高进行了以下几方面的研究:1.在野生型谷氨酸棒状杆菌ATCC13032中,以表达质粒pEC-XK99E为载体导入长春花或缬草来源的香叶醇合成酶基因CrGES或VoGES,确定VoGES为最佳的香叶醇合成基因。2.为提高胞内香叶醇合成前体香叶基焦磷酸GPP的量,以表达质粒pEC-XK99E为载体,4种不同的香叶基焦磷酸合成酶基因(酿酒酵母来源的ERG20ww,长春花来源的CrGPPS,拟南芥来源的GGPPS-11-12,拟南芥来源的AtGPS1)分别与VoGES在野生型谷氨酸棒状杆菌ATCC13032中共表达,其中酿酒酵母来源的ERG20ww效果最佳,菌株Cg-ERG20WW-VoGES香叶醇产量达到5.38±0.38 mg/L。3.为提高主代谢流通量,在菌株Cg-ERG20WW-VoGES中以质粒pXMJ19为载体,过表达萜类合成途径关键基因dxs和idi,香叶醇产量进一步提高到12.18±0.44 mg/L。4.研究了融合蛋白对香叶醇产量的影响,将ERG20ww与VoGES通过两条不同的Linker相连,以表达质粒pEC-XK99E为载体在野生型谷氨酸棒状杆菌ATCC13032中表达融合蛋白,结果表明融合蛋白策略并未取得与酿酒酵母合成香叶醇时相同的促进效果,香叶醇产量下降到1.60±0.07 mg/L和2.13±0.08 mg/L。5.对途径中与单萜合成相关的基因进行了敲除研究,发现对香叶醇产量影响最高的基因为idsA,敲除idsA后的菌株香叶醇产量明显下降。敲除crtE、crtB和crtB2对香叶醇产量几乎无影响。6.通过对香叶醇摇瓶发酵条件的初步优化,确定了最佳的摇瓶发酵工艺,初始葡萄糖浓度20g/L的CGXII培养基,发酵温度30℃,初始pH6.0,正十二烷添加量10%,转速180rpm,菌株Cg-dxs-idi-ERG20WW-VoGES香叶醇产量提高到15.19±0.54 mg/L。